密封圈
阅读：816发布：2020-05-13
专利汇可以提供密封圈专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且提供能够将螺杆 挤出机 的筒体(1)内维持在高温高压、并抑制筒体(1)内的压 力 变动的 密封圈 。特殊密封圈(300)在 螺杆挤出机 的筒体(1)内以能够与螺杆轴(7)一体旋转的方式安装于螺杆轴，抑制处理物在筒体(1)内从上游朝向下游输送，其中，在与筒体(1)的内壁面(1a)之间隔开规定的间隙地对置的外周面(316)，凹陷设置有遍及螺杆轴(7)的轴向延伸的引导槽(317)。利用引导槽(317)搅乱经过外周面(316)与筒体(1)的内壁面(1a)之间的处理物的流动而形成复杂的流动，使输送阻力稳定，抑制筒体(1)内的压力变动。，下面是密封圈专利的具体信息内容。
1.一种密封圈，该密封圈在螺杆挤出机的筒体内以能够与螺杆轴一体旋转的方式安装于上述螺杆轴，抑制处理物在上述筒体内从上游朝向下游输送，
上述密封圈的特征在于，
上述密封圈具有：
外周面，该外周面与上述筒体的内壁面之间隔开规定的间隙对置；以及引导槽，该引导槽凹陷设置于上述外周面，且遍及上述螺杆轴的轴向延伸。
2.根据权利要求1所述的密封圈，其特征在于，
上述密封圈具有：
轴部，该轴部具有供上述螺杆轴穿过的轴孔；
扩径部，该扩径部以扩径的方式形成于上述轴部，且具有上述外周面；以及阶梯部，该阶梯部通过将上述扩径部的位于输送方向上游侧的前表面与上述外周面之间的边缘部切成阶梯差状而形成。
3.根据权利要求1或2所述的密封圈，其特征在于，
上述密封圈具有凹部，该凹部凹陷设置于上述外周面，朝输送方向上游侧敞开，该凹部的输送方向下游侧比输送方向上游侧窄，且在输送方向下游侧与上述引导槽的上游部连通。
4.根据权利要求3所述的密封圈，其特征在于，
上述凹部具有与上述引导槽的槽深相同的深度，并具有从上述扩径部的前表面朝输送方向下游侧突出的半圆形状。
5.根据权利要求1或2所述的密封圈，其特征在于，
上述密封圈具有周方向槽，该周方向槽凹陷设置于上述外周面，且沿着上述外周面的周方向延伸。
6.根据权利要求5所述的密封圈，其特征在于，
上述周方向槽在输送方向隔开规定间隔设置有多条。
7.根据权利要求5或6所述的密封圈，其特征在于，
上述周方向槽在输送方向上游侧具有凹曲面部，该凹曲面部的截面形状呈具有规定的曲率半径的凹圆弧形状，
上述周方向槽在输送方向下游侧具有锥部，该锥部的截面形状呈以如下方式倾斜的倾斜形状，即，以规定的倾斜角度随着从凹曲面部朝输送方向下游侧过渡而逐渐朝上述扩径部的径向外侧过渡。
密封圈
技术领域
背景技术
[0003] 在专利文献2中公开了如下的螺杆挤出机：将木屑投入筒体内，边添加水边进行输送，在加热加压状态下进行剪切，并在剪切后从筒体挤出，而后进行膨化，使木质(lignin)分解。
[0004] 在引用文献3中公开了如下的二轴螺杆挤出机：该二轴螺杆挤出机在具有加热器的加热筒的内部具有二轴螺杆，该二轴螺杆具备揉压盘(kneading disc)。
[0005] 专利文献1：日本特开2007-202518号公报
[0006] 专利文献2：日本特开平4-146281号公报
[0007] 专利文献3：日本特开2004-58271号公报
[0008] 在专利文献1所记载的技术的情况下，在筒体的上游部设置有用于投入生物质木屑的木屑投入部，无法保持筒体内的压力。因而，难以使筒体内高温高压化，无法充分地分解生物质木屑。
[0009] 进而，在专利文献2所记载的技术的情况下，利用设置在螺杆的下游端的反向输送螺杆部阻止筒体内的粉体的输送，从而实现压力的上升，但仅依靠反向输送螺杆部会导致筒体内的压力变动大，难以将筒体内保持于高压。因而，难以使筒体内高温高压化，无法在筒体内充分地分解生物质木屑。
[0010] 并且，在专利文献3所记载的技术的情况下，虽然在螺杆上设置有揉压盘，但仅依靠揉压盘无法保持筒体内的压力，压力变动大，难以实现处理条件的均匀化。无法在筒体内充分地分解生物质木屑。
发明内容
[0011] 本发明正是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种能够将螺杆挤出机的筒体内维持高温高压，并抑制筒体内的压力变动的密封圈。
[0012] 达成上述目的的本发明的密封圈的特征在于，该密封圈在螺杆挤出机的筒体内以能够与螺杆轴一体旋转的方式安装于上述螺杆轴，抑制处理物在筒体内从上游朝向下游输送，上述密封圈具有：外周面，该外周面与筒体的内壁面之间隔开规定的间隙对置；以及引导槽，该引导槽凹陷设置于上述外周面，且遍及螺杆轴的轴向延伸(技术方案1)。
[0013] 根据本发明的密封圈，由于在外周面设置有遍及螺杆轴的轴向延伸的引导槽，因此能够利用引导槽搅乱经过外周面与筒体的内壁面之间的处理物的流动，从而形成复杂的流动。
[0014] 因而，能够使抑制处理物的输送的输送阻力稳定，能够保持密封圈的上游侧与下游侧之间的压力差。因而，能够保持例如形成在设置于筒体的上游部的密封圈与设置于下游部的密封圈之间的区域的压力，能够抑制该区域内的压力变动而维持在高温高压。
[0015] 并且，能够利用引导槽在抑制处理物的输送的同时将处理物的一部分朝筒体的下游侧引导。因而，能够防止密封圈的上游侧过度高压化，能够防止在密封圈的上游侧发生栓塞(凝集块)。
[0016] 优选的是，本发明的密封圈具有：轴部，该轴部具有供螺杆轴穿过的轴孔；扩径部，该扩径部以扩径的方式形成于轴部，且具有外周面；以及阶梯部，该阶梯部通过将扩径部的位于输送方向上游侧的前表面与外周面之间的边缘部切成阶梯差状而形成(技术方案2)。
[0018] 并且，能够利用阶梯部减小扩径部的前表面的面积。因而，能够使当从输送方向上游侧输送来的处理物与扩径部的前表面抵接之际产生的压缩力、摩擦力比较小。因而，能够减小使螺杆轴旋转的扭矩，能够实现驱动马达的小型化。
[0019] 优选的是，本发明的密封圈具有凹部，该凹部凹陷设置于外周面，朝输送方向上游侧敞开，该凹部的输送方向下游侧比输送方向上游侧窄，且在输送方向下游侧与引导槽的上游部连通(技术方案3)。
[0020] 并且，优选的是，在本发明的密封圈中，凹部具有与引导槽的槽深相同的深度，并具有从扩径部的前表面朝输送方向下游侧突出的半圆形状(技术方案4)。
[0021] 根据本发明的密封圈，凹部能够边对处理物的一部分进行搅拌边使之移动至筒体内的最外形部。因而，能够使密封圈与筒体内壁面之间的处理物的流动成为更为复杂的流动。
[0022] 因而，能够使抑制处理物的输送的输送阻力稳定，能够保持密封圈的上游侧与下游侧之间的压力差。因而，能够保持形成在例如设置于筒体的上游部的密封圈与设置于下游部的密封圈之间的区域的压力，能够抑制该区域内的压力变动而维持在高温高压。
[0023] 并且，由于凹部具有随着朝输送方向下游侧过渡而变窄的半圆形状，因此能够缓解由密封圈的外周面局部地施加给处理物的压缩力、摩擦力，能够防止在最外形部处理物在早期高密度、高强度化，能够防止发生栓塞。
[0024] 优选本发明的密封圈具有周方向槽，该周方向槽凹陷设置于外周面，且沿着外周面的周方向延伸(技术方案5)。
[0025] 进而，优选的是，对于本发明的密封圈，上述周方向槽在输送方向隔开规定间隔设置有多条(技术方案6)。
[0026] 进而，优选的是，对于本发明的密封圈，周方向槽在输送方向上游侧具有凹曲面部，该凹曲面部的截面形状呈具有规定的曲率半径的凹圆弧形状，周方向槽在输送方向下游侧具有锥部，该锥部的截面形状呈以如下方式倾斜的倾斜形状，即，以规定的倾斜角度随着从凹曲面部朝输送方向下游侧过渡而逐渐朝扩径部的径向外侧过渡(技术方案7)。
[0027] 根据本发明的密封圈，由于在外周面凹陷设置有周方向槽，因此，当在筒体内从上游侧朝下游侧输送来的处理物从与外周面对置的位置移动至与周方向槽对置的位置的情况下，密封圈与筒体的内壁面之间的间隔扩大，因此，使作用于处理物的压力急剧降压，能够缓和压力、流动的变动。进而，通过再从与周方向槽对置的位置移动至与外周面对置的位置，密封圈与筒体的内壁面之间的间隔变窄，使作用于处理物的压力上升，从而能够对流动施加变动。
[0028] 进而，利用多条周方向槽反复进行相对于该处理物的压力等的缓和与上升，由此，能够使处理物的在流动方向的压力、阻力平滑化，能够得到更为安全的密封阻力(流动性)。进而，尤其是对于处理物急剧高密度化的高温、高压力区域的密封性是有效的。
[0029] 根据本发明的密封圈，由于在外周面设置有引导槽，因此能够利用引导槽搅乱经过外周面与筒体的内壁面之间的处理物的流动，能够形成复杂的流动。因而，具有稳定的输送阻力，能够保持上游侧与下游侧的压力差。
[0032] 图2是示意性示出螺杆挤出机的筒体与螺杆列的结构的图。
[0034] 图4是示出反向输送全螺纹的结构的图。
[0035] 图5是示出顺向输送的两条螺纹揉压盘的结构的图。
[0036] 图6是示出反向输送的两条螺纹揉压盘的结构的图。
[0037] 图7是示出正交的两条螺纹揉压盘的结构的图。
[0039] 图9是从图8的箭头U1方向观察的图。
[0040] 图10是以截面示出图8的特殊齿轮揉压器的齿轮嵌合状态的示意图。
[0041] 图11是将图9所示的齿部的一部分放大示出的图。
[0042] 图12是示出特殊齿轮揉压器的另一例的图。
[0043] 图13是从图12的箭头U1方向观察的图。
[0044] 图14是以截面示出图12的特殊齿轮揉压器的齿轮嵌合状态的示意图。
[0045] 图15是将图13所示的齿部的一部分放大示出的图。
[0046] 图16是特殊齿轮揉压器的另一例的图。
[0047] 图17是从图16的箭头U1方向观察的图。
[0048] 图18是以截面示出图16的特殊齿轮揉压器的齿轮嵌合状态的示意图。
[0049] 图19是将图17所示的齿部的一部分放大示出的图。
[0050] 图20是示出特殊搅松器(fluffering)的一例的图。
[0051] 图21是从图20的箭头U1方向观察的图。
[0052] 图22是示出密封圈的一例的图。
[0053] 图23是从图22的箭头U1方向观察的图。
[0054] 图24是沿着图23的A-A线的剖视图。
[0055] 图25是示出密封圈的另一例的图。
[0056] 图26是从图25的箭头U1方向观察的图。
[0057] 图27是沿着图26的B-B线的剖视图。
[0058] 图28是示出密封圈的另一例的图。
[0059] 图29是从图28的箭头U1方向观察的图。
[0060] 图30是沿着图29的C-C线的剖视图。
[0061] 图31是将图28的主要部分放大示出的图。
[0062] 图32是示出设置于密封圈的引导槽的截面形状的图。
[0063] 图33是示出设置于密封圈的引导槽的截面形状的图。
[0064] 图34是示出设置于密封圈的引导槽的截面形状的图。
[0065] 图35是示出本发明的二轴螺杆挤出机的其他实施例的示意图。
[0066] 图36是示出本发明的二轴螺杆挤出机的其他实施例的示意图。
[0067] 图37是示出本发明的二轴螺杆挤出机的其他实施例的示意图。
[0068] 图38是示出以往的二轴螺杆挤出机所具有的齿轮揉压器的示意图。
[0069] 图39是将图38的主要部分放大示出的图。
[0070] 标号说明
[0071] 1...筒体，1a...通路，2...供给口，3...排出口，4...分解剂供给部，4a...第一供给部，4b...第二供给部，5...冷却剂供给部，6...酶供给部，11...粗粉碎区域，12...加压热水处理区域，12A...上游区域，12B...下游区域，13...冷却区域，14...糖化酿造区域，15...排出区域，21～25...螺杆列，31～35...阻挡体，50...顺向输送全螺纹，52...反向输送全螺纹，43...顺向输送的两条螺纹揉压盘，54...反向输送的两条螺纹揉压盘，45...正交的两条螺纹揉压盘，100...特殊齿轮揉压器，200...特殊搅松器，
300...特殊密封圈。
300...特殊密封圈。
具体实施方式
[0072] 以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。另外，在下述的各实施例中，以处理物为植物生物质的情况为例进行说明，但处理物并不限定于植物生物质，在对其他的处理物进行处理的情况下也能够应用。
[0073] 实施例
[0074] (实施例1)
[0075] 图1是对本实施例的植物生物质处理物的前处理方法进行说明的流程图，图2是示意性地示出螺杆挤出机的筒体与螺杆列的结构的图。
[0076] 如图1所示，本实施例的植物生物质处理物的前处理方法包括粗粉碎工序S1、加压热水处理工序S2、冷却工序S3、糖化酿造工序S4、以及排出工序S5，上述各工序在图2所示的螺杆挤出机的筒体1内依次连续进行。
[0077] 本实施例的螺杆挤出机使用并列设置的两条螺杆列朝相同方向旋转的同方向旋转式的二轴螺杆挤出机，具备具有呈直线状延伸的通路1a的筒体1。
[0078] 筒体1在通路1a的一侧端部形成有供给口2，且在通路1a的另一侧端部形成有排出口3，从供给口2供给例如木片等植物生物质(非流动性材料)，从排出口3将在通路1a内进行了前处理后的植物生物质处理物排出。
[0079] 在筒体1的通路1a内，成对地平行配置有连结于未图示的驱动马达的两条螺杆轴7。在这一对螺杆轴7串联地适当组合安装有全螺纹50、52、揉压盘54、56、58等各种螺杆段，从而构成螺杆列9。
[0080] 螺杆列9借助由驱动马达驱动的螺杆轴7的旋转而在通路1a内一体地旋转，构成输送单元，且包括：多个输送部，通过旋转而将处理物朝排出口3输送；剪切/混炼部，对处理物进行剪切并进行混炼；以及阻挡体，对处理物赋予输送阻力。
[0081] 在筒体1的通路1a内串联地构成有粗粉碎区域11、加压热水处理区域12、冷却区域13、糖化酿造区域14、以及排出区域15。加压热水处理区域12形成于在通路1a的输送方向上游侧和下游侧离开设置的阻挡体31、33之间。在本实施例中，在加压热水处理区域12的上游部、中间部、下游部分别设置有阻挡体31、32、33，形成上游区域12A和下游区域
12B。
12B。
[0082] 在筒体1设置有：分解剂供给部4，朝加压热水处理区域12供给分解剂；冷却剂供给部5，朝冷却区域13供给冷却剂；以及酶供给部6，朝糖化酿造区域14供给酶。
[0083] 分解剂供给部4在通路1a的长度方向隔开规定间隔设置有多个，在本实施例中，在上游区域12A设置有第一供给部4a，在下游区域12B设置有第二供给部4b。每单位时间供给的分解剂的供给量的关系设定成(第一供给部4a＞第二供给部4b)的关系。分解剂使用例如冷水或热水等水、酸、碱、溶剂、腐朽菌、超临界液等，从分解剂供给部4供给至通路1a内，并添加于植物生物质处理物。
[0084] 另外，也可以将分解剂供给部4设置于粗粉碎区域11，从而将分解剂供给至粗粉碎区域11。通过将例如酸、腐朽菌等分解剂供给至粗粉碎区域11，能够在进行植物生物质处理物的粉碎的同时添加分解剂，能够实现高效化。
[0085] 冷却剂供给部5朝冷却区域13供给例如液氮等冷却剂来进行冷却，以便将在加压热水处理区域12高温化了的植物生物质处理物调整至最适合酶的活动的温度。酶供给部6将酶供给至植物生物质处理物。酶在糖化酿造区域中混合于植物生物质处理物。冷却剂供给部5、酶供给部6也可以分别在通路内1a的长度方向隔开规定间隔设置有多个。
[0086] 在筒体1设置有未图示的加热器，在加压热水处理区域12中对植物生物质处理物进行加热，从而能够维持高温状态。根据时间从供给口2朝通路1a内供给合适的量的植物生物质。在本实施例中，使用例如木片等木质类生物质。
[0087] 以下，对各工序S1～S5进行详细说明。
[0088] 在粗粉碎区域S1中，借助通过螺杆列9的旋转而进行的剪切/摩擦/分散/扩散/混炼，将片状的植物生物质处理物机械地破碎，从而形成为预先设定的大小以下的较小的粗粉碎体。进而，将形成为粗粉碎体的植物生物质处理物从粗粉碎区域11输送到下游的加压热水处理区域12。
[0089] 粗粉碎区域11中的螺杆列21通过适当地组合例如顺向输送全螺纹50、顺向输送的两条螺纹揉压盘54、反向输送的两条螺纹揉压盘56以及正交的两条螺纹揉压盘58而构成。进而，在形成于粗粉碎区域11内的植物生物质处理物的填充率高的高填充区域、以及用于将植物生物质处理物朝下游的加压热水处理区域12输送的输送区域，配置有特殊齿轮揉压器100与特殊搅松器200中的至少一方。
[0090] 特殊齿轮揉压器100和特殊搅松器200能够在通路1a内使植物生物质处理物的流动产生紊流，从而促进植物生物质处理物的剪切/粗粉碎化/混炼/分散/分解。进而，能够强化朝向下游侧的输送并使其稳定化，能够防止发生栓塞。另外，粗粉碎区域的植物生物质处理物的温度设定成室温。
[0091] 在加压热水处理区域12中，从第一供给部4a以及第二供给部4b朝通路1a内供给例如水等分解剂并添加至植物生物质处理物。进而，借助螺杆列22的旋转，进行植物生物质处理物的加压热水处理。在加压热水处理中，在加压热水的作用下借助螺杆列22使植物生物质处理物微细化/混炼/搅拌/分散/分解。
[0092] 加压热水处理区域12中的螺杆列22在加压热水处理区域12的最上游部、最下游部以及中间部分别具备抑制植物生物质处理物的输送的阻挡体31、32、33，在阻挡体31～33的上游侧形成植物生物质处理物的填充率高的高填充区域。
[0093] 借助上述阻挡体31～33提高加压热水处理区域12的密封性，加压热水处理区域12中的压力被维持在饱和水蒸气压力以上的高压状态(例如1～30MPa)。
[0094] 阻挡体31、33具备特殊密封圈300，利用植物生物质处理物对特殊密封圈300与筒体通路1a的内壁面之间进行密封，形成密闭状态，使加压热水处理区域12内升压。
[0095] 在加压热水处理区域12中，借助利用加热器进行的加热以及由螺杆列9产生的剪切摩擦热，能够将加压热水处理区域12的植物生物质处理物的温度维持在130℃至350℃。
[0096] 因而，能够将加压热水处理区域12置于加压热水下(高压高温)，能够进行使添加有分解剂后的植物生物质处理物膨润而使其软化的水热处理。因而，能够借助利用螺杆列22进行的剪切/混炼简单地将水热处理后的植物生物质处理物微粉碎。
[0098] 螺杆列22通过适当地组合特殊密封圈300、特殊齿轮揉压器100、特殊搅松器200、顺向输送全螺纹50、反向输送全螺纹52、顺向输送的两条螺纹揉压盘54、反向输送的两条螺纹揉压盘56以及正交的两条螺纹揉压盘58等构成。
[0099] 加压热水处理区域12由中间部的阻挡体32划分成上游区域12A和下游区域12B。螺杆列22的螺杆设计成：在由阻挡体31～33形成的高填充区域、用于从上游区域12A朝下游区域12B输送植物生物质处理物的输送区域以及用于从下游区域12B朝冷却区域13输送植物生物质的输送区域的各区域中，配置有特殊齿轮揉压器100和特殊搅松器200中的至少一方。
[0100] 通过在高填充区域配置特殊齿轮揉压器100等，能够实现植物生物质处理物的微细化/混炼/搅拌/分散/分解的迅速化，并且，通过在输送区域配置特殊齿轮揉压器100等，能够防止对植物生物质处理物局部地施加压缩力/摩擦力，能够防止发生栓塞。
[0101] 螺杆列22的各阻挡体31～33由特殊密封圈300、反向输送全螺纹32、特殊齿轮揉压器100以及特殊搅松器200的组合构成。各阻挡体31～33的阻力的关系设定成：随着朝下游侧过渡而阻力变大(最上游部的阻挡体31的阻力＜中间部的阻挡体32的阻力＜最下游部的阻挡体33的阻力)的关系。
[0102] 在加压热水处理区域12中，越趋向下游侧则植物生物质处理物的微细化/混炼/分解越是进一步发展，且剪切阻力/混炼扩散阻力/流动阻力下降，因此，通过随着朝下游侧过渡而缩小与通路1a的内壁面之间的间隙，能够在上游区域12A和下游区域12B分别确保合适的流动、填充率，能够确保与分解剂之间的扩散/分散性，能够实现分解的高效化。
[0103] 并且，由于阻挡体31～33沿着流动方向配设在上游部、中间部、下游部，因此能够使压缩和膨胀反复地作用于植物生物质处理物，能够实现各处理的高效化。
[0104] 第一供给部4a在上游区域12A中配置于上游区域12A的上游侧，第二供给部4b在下游区域12B中配置于下游区域12B的上游侧。因而，在各区域中能够尽可能长地确保进行水热处理的距离，能够有效地进行水热处理。对于分解剂的供给量，在例如分解剂为水的情况下，分解剂与植物生物质处理物之比设定成0.25～3，在分解剂为酸/碱/溶剂的情况下，分解剂与植物生物质处理物之比设定成0.01～1。
[0105] 加压热水处理区域12借助特殊密封圈300被保持在高压高温，因此能够高效地进行使植物生物质处理物软化的水热处理。因而，植物生物质处理物借助螺杆列22的剪切/混炼/分散/分解作用被微粉碎，使其变得比粗粉碎区域11中的植物生物质处理物更细。第一供给部4a和第二供给部4b装备有与形成在加压热水处理区域12内的高填充区域的数量相同的个数，以便有效地进行水热处理。
[0106] 分解剂供给部4的供给位置也可以根据加压热水处理区域12中的压力/温度等条件设定。通过将分解剂供给至合适的位置，能够迅速地进行植物生物质处理物的微细化/混炼/搅拌/分散/分解，能够防止供给多余的处理剂。在加压热水处理区域12中处理后的植物生物质处理物被输送至位于下游的冷却区域13。
[0107] 在冷却工序S3中，从冷却剂供给部5朝通路1a内供给液氮等冷却剂，从而进行对冷却区域13的植物生物质处理物进行冷却的处理。螺杆列23通过仅组合顺向输送全螺纹50等具有输送功能的螺杆段构成。
[0108] 植物生物质在加压热水处理区域12中高温化，因此，刚刚从加压热水处理区域12输送来的植物生物质的温度高，对于酶来说并非优选温度。因而，若在保持上述温度状况的情况下在糖化酿造工序S4中加入酶，则存在基于酶的糖化变得困难的顾虑。因此，在加压热水处理工序S2与糖化酿造工序S4之间设置冷却工序S3，将高温化了的植物生物质处理物冷却到合适的温度，以适于进行基于酶的糖化。另外，冷却区域13的植物生物质处理物的温度由冷却剂冷却到40℃～50℃。
[0109] 在糖化酿造工序S4中，从酶供给部6朝通路1a内供给酶，在糖化酿造区域14中进行使酶混合于植物生物质处理物的处理。
[0110] 糖化酿造区域14的螺杆列24通过适当组合例如特殊密封圈300、特殊齿轮揉压器100、特殊搅松器200、顺向输送全螺纹50、反向输送全螺纹52、顺向输送的两条螺纹揉压盘54、反向输送的两条螺纹揉压盘56以及正交的两条螺纹揉压盘58等而构成。从酶供给部6朝通路1a内供给规定量的酶液，并在糖化酿造区域14内将其添加于植物生物质处理物(例如40FPU)。
[0111] 对于植物生物质处理物，当处理进展到糖化酿造工序S4时，植物生物质处理物的粘性高，存在例如作业者等无法使之充分混合的顾虑，但是，由于在糖化酿造区域14中利用螺杆列24使之混合，因此能够使酶充分地混合于植物生物质处理物。植物生物质处理物在糖化酿造区域14与酶混合之后被输送至位于下游的排出区域15。
[0112] 在排出工序S5中，进行将在糖化酿造区域14混合有酶之后的植物生物质作为前处理物排出的处理，并且，进行从糖化酿造后的植物生物质处理物脱去气体成分的处理。在筒体1设置有脱气用的排气孔(vent)8。排气孔8使通路1a的排出区域15与外部连通，能够将排出区域15内的气体成分的一部分排出。
[0113] 通过从排气孔8将气体成分的一部分排出，能够适当地调整植物生物质处理物中的分解剂的含水率，并且能够除去不需要的气体成分，能够对作为后工序的糖化工序等供给最佳状态的植物生物质处理物。从排出口3排出的植物生物质处理物经过与以往同样的工序(糖化、发酵、精制)而成为乙醇。
[0114] 排出区域15中的螺杆列25通过适当组合例如顺向输送的两条螺纹揉压盘54、反向输送的两条螺纹揉压盘56以及正交的两条螺纹揉压盘58这些各螺纹段而构成。进而，构成为：在用于从排出口3排出植物生物质处理物的下游区域配置有特殊齿轮揉压器100与特殊搅松器200中的至少一方。
[0115] 根据上述的植物生物质的前处理方法，能够在挤出机内依次连续地进行直到与酶混合的糖化酿造为止的前处理，该前处理为：将植物生物质粗粉碎至预先设定的大小以下、添加分解剂并进行加压热水处理、与酶混合的糖化酿造，因此能够一连串地进行以往分别独立进行的粗粉碎、加压热水处理、糖化酿造等各处理。因而，能够高效地进行前处理，能够实现设备的简化从而能够降低设备费用，能够实现低成本化。
[0116] 螺杆形状
[0117] 以下对在本实施例中构成螺杆列9的各螺杆段进行说明。
[0118] 图3(A)、(B)是示出顺向输送全螺纹的一例的图，图4(A)、(B)是示出反向输送全螺纹的一例的图。另外，在图3(B)、图4(B)中，省略筒体1的通路1a的大致正圆状的内壁面。
[0119] 顺向输送全螺纹50的螺纹50i的螺旋方向设定成能够确保朝向下游侧的输送能力，反向输送全螺纹52的螺纹52i的螺旋方向设定成使得朝向下游侧的输送能力降低。
[0120] 图5(A)、(B)中示出顺向输送的两条螺纹揉压盘54的一例。顺向输送的两条螺纹揉压盘54具备具有顶部54x的大致卵形的桨叶(paddle)54e，是使桨叶54e以朝向右侧而顶部54x下降的方式串联地排列而构成的。
[0121] 图6(A)、(B)中示出反向输送的两条螺纹揉压盘56的一例。反向输送的两条螺纹揉压盘56具备具有顶部56x的大致卵形的桨叶56e，是使桨叶56e以朝向右侧而顶部56x上升的方式串联地排列而构成的。
[0122] 图7(A)、(B)是示出正交的两条螺纹揉压盘58的一例的图，正交的两条螺纹揉压盘28是使具有顶部58x的大致卵形的桨叶58e以90°的倾斜角串联地排列而构成的。正交的两条螺纹揉压盘58并不具有螺旋角，因此几乎没有输送能力，但具有高剪切能力，且分散能力、混炼能力高。
[0123] 在顺向输送全螺纹50、反向输送全螺纹52、顺向输送的两条螺纹揉压盘54、反向输送的两条螺纹揉压盘56以及正交的两条螺纹揉压盘58，沿着中心轴穿设有用于供螺杆轴7插入并固定的贯通孔51、53、55、57、59。
[0124] 其次，对特殊齿轮揉压器的结构进行说明。图8是示出特殊齿轮揉压器的结构的一例的图，图9是从植物生物质处理物的输送方向亦即箭头U1方向观察图8所示的特殊齿轮揉压器的图，图10是以截面示出图8的特殊齿轮揉压器的齿轮嵌合状态的示意图，图11是将图9所示的齿部的一部分放大示出的图。
[0125] 如图8或者图9所示，特殊齿轮揉压器100由第一旋转体101和第二旋转体102构成。第一旋转体101和第二旋转体102分别具有在圆筒形状的轴部111具备多个齿部112的结构。
[0126] 如图9所示，在轴部111，沿着轴部111的中心轴穿设有六角状的贯通孔110。对于特殊齿轮揉压器100，通过将螺杆轴7插通于贯通孔110并进行固定，该特殊齿轮揉压器100能够与螺杆轴7一体地旋转。
[0127] 如图9所示，多个齿部112在轴部111的轴周方向以隔开规定间隔突出的方式设置，在本实施例中，6条齿部112以一定间隔配置。齿部112的条数并不限定于本实施例，只要是一条以上即可。
[0128] 并且，如图8所示，上述多个齿部112在轴部111的轴长方向亦即输送方向U1隔开规定间隔设置，在本实施例中，当将在轴周方向连续的六条齿部112记为一个齿部组的情况下，以在输送方向U1总计形成有四个齿部组的方式进行配置。齿部组的个数并不限定于本实施例，只要是多个即可。
[0129] 齿部112沿着轴部111的轴长方向具有一定的厚度宽度，在轴长方向前侧亦即输送方向上游侧形成有沿着轴部111的径向的前表面113，在轴长方向后侧亦即输送方向下游侧形成有沿着第一轴部111的径向的后表面114。
[0131] 如图8所示，齿面116、117以随着朝输送方向下游侧过渡而朝旋转方向后侧过渡的方式倾斜，具有规定的螺旋角(导程角)。如果将在轴长方向隔开规定间隔连续的多个齿部112的齿面116、117在轴长方向相连，则能够得到在图8中以假想线T所示的螺旋状的导程线。当第一旋转体101或第二旋转体102沿箭头方向旋转时，利用齿部112的齿面116、117的螺旋角确保植物生物质处理物的朝向箭头U1方向的输送性。
[0132] 如图11所示，上述一对齿面116、117中的、位于第一旋转体101或第二旋转体102的旋转方向前侧的齿面116具有：截面凹圆弧状的弯曲面部116a，该弯曲面部116a从轴筒外周面115朝轴径向外侧平滑地立起；以及平面状的纵壁面部116b，该纵壁面部116b与弯曲面部116a连续并朝从轴部111背离的方向即径向外侧伸出，且以随着朝径向外侧过渡而朝旋转方向前侧过渡的方式以倾斜角度θ朝旋转方向前侧倾斜。
[0133] 另一方面，位于旋转方向后侧的齿面117从轴筒外周面115朝径向外侧伸出，具有以随着朝径向外侧过渡而朝旋转方向前侧过渡的方式倾斜的平面形状，在本实施例中，以与齿面116的纵壁面部116b平行的方式形成。
[0134] 头顶面118具有以轴部111的轴心O为中心的圆弧形状，如图9所示，形成为与具有正圆形状的通路1a的内壁面之间隔开规定间隙对置。
[0135] 如图8所示，第一旋转体101以及第二旋转体102以另一方的轴部111的齿部112位于一方的轴部111的在轴长方向隔开规定间隔配置的齿部112之间的方式平行配置，第一旋转体101的齿部112和第二旋转体102的齿部112在轴长方向交替排列。如图10所示，在第一旋转体101与第二旋转体102之间，以在输送方向亦即箭头U1方向连续的方式形成有コ字形以及逆コ字形的间隙，以确保特殊齿轮揉压器100处的混炼性能以及分散性能。进而，在位于输送方向上游侧的齿部112的后表面114、和与该后表面114局部对置的位于输送方向下游侧的齿部112的前表面113之间，形成有规定的间隔d1。
[0136] 通过缩窄该间隔d1，相对于植物生物质处理物的输送的阻挡性增加，能够使其作为抑制植物生物质处理物的输送的阻挡体发挥功能。因而，齿轮揉压器100优选在筒体1的加压热水处理区域12中配置于形成高填充区域的部位。
[0137] 第一旋转体101以及第二旋转体102的各轴部111具备比位于输送方向上游侧的最前方的齿部112还沿轴长方向突出的凸台部111a。凸台部111a能够避免从输送方向上游侧输送来的植物生物质处理物在维持其流动速度的状态下与位于最前方的齿部112的前表面113碰撞，从而能够防止对该齿部112局部地施加急剧的压缩力/摩擦力，能够减小作用于驱动螺杆轴旋转的马达的扭矩变动。
[0138] 进而，例如如图9所示，第一旋转体101和第二旋转体102的旋转正时设定成：一方的轴部111的齿部112和另一方的轴部111的齿部112在第一旋转体101和第二旋转体102之间的中间位置相互接近并交叉。
[0139] 根据具有上述结构的特殊齿轮揉压器100，由于形成于齿部112的旋转方向前侧的齿面116具有随着趋向旋转方向前侧而以倾斜角度θ倾斜的纵壁面部116b，因此能够降低因第一旋转101和第二旋转轴102的旋转而作用于植物生物质处理物的朝向轴径向外侧的作用力。因而，能够防止植物生物质处理物因离心力而在筒体1的通路1a内朝外侧移动从而局部地施加有压缩力/摩擦力，能够防止发生栓塞(凝集块)。
[0140] 图38是已知的二轴挤出机所具有的齿轮揉压盘910的示意图，图39是将图38的主要部分放大示出的图。如图38以及图39所示，以往的齿轮揉压器910的齿部912从轴部911呈放射状地突出，一对齿面916、917中的位于旋转方向前侧的齿面916具有随着朝径向外侧过渡而朝旋转方向后侧过渡的平面形状。
[0141] 因而，木粉等的非流动性材料会借助离心力朝第一旋转体901以及第二旋转体902的径向外侧飞出，如图39中以细箭头所示，局部地施加有压缩力/摩擦力，会在通路1a内的最外部在早期产生高密度/高强度化了的栓塞。进而，存在因该栓塞的压缩阻力/摩擦力等而第一旋转体901以及第二旋转体902的旋转被阻碍、变得过载(马达扭矩过大)、输送变得困难的顾虑。
[0142] 与此相对，特别是如图11所示，特殊齿轮揉压器100具有齿部112，该齿部112的位于旋转方向前侧的齿面116具有朝向旋转方向前侧以倾斜角度θ倾斜的纵壁面部116b，因此，能够降低作用于植物生物质处理物的朝向轴径向外侧的作用力，能够有效地防止在筒体1的通路1a内发生栓塞。进而，通过防止发生栓塞，能够防止螺杆轴7在轴径向变形，能够将因齿部112与筒体1的通路1a接触而发生磨损/过载的情况防范于未然。
[0143] 并且，当借助第一旋转体101和第二旋转体102的旋转而使在轴长方向相邻的齿部112朝相互对置的方向移动从而对植物生物质处理物进行剪切的情况下，由于能够利用朝旋转方向前侧以倾斜角度θ倾斜的纵壁面部116b进行剪切，因此能够减小剪切植物生物质处理物所需的力。因而，能够进一步减小挤出机的驱动力，能够实现驱动马达的小型化。
[0144] 并且，如图8中以假想线T所示，齿部112的齿面116相对于轴长方向具有规定的螺旋角，因此能够对植物生物质处理物施力而使植物生物质处理物从输送方向上游侧朝下游侧移动，能够降低朝向径向外侧的作用力，能够防止在筒体1的通路1a内的最外形部被高压缩化。
[0145] 另外，在上述的特殊齿轮揉压器100中，以在轴长方向隔开规定间隔配置的多个齿部112全都具有恒定的螺旋角(导程角)的情况为例进行了说明，但也可以根据在轴长方向进行配置的位置而变更螺旋角的大小。例如，通过增大位于输送方向上游侧的齿部112的齿面116、117的螺旋角，并减小位于输送方向下游侧的齿部112的齿面116、117的螺旋角，能够使下游侧的输送量比上游侧的输送量大。进而，能够根据轴长方向的位置使植物生物质处理物的填充率/密度变化，能够进行剪切/扩散等更具效果的处理。
[0146] 其次，图20、图21中示出特殊搅松器200的一例。图20是示出特殊搅松器的一例的图，图21是从植物生物质处理物的输送方向亦即箭头U1方向观察图20的图。另外，对与上述的特殊揉压器100同样的构成要素赋予同一标号而省略详细说明。
[0147] 特殊搅松器200由第一旋转体201和第二旋转体202构成。第一旋转体201和第二旋转体202分别具有在圆筒形状的轴部211具备多个齿部112的结构。如图21所示，多个齿部112以在轴部211的轴周方向隔开规定间隔突出的方式设置，在本实施例中以一定间隔配置有六条齿部112。
[0148] 如图20所示，第一旋转体201具有如下结构：在轴部211的轴长方向前侧亦即输送方向上游侧设置有齿部112，且轴部211朝轴长方向后侧亦即输送方向下游侧突出。进而，第二旋转体202具有如下结构：在轴部211的输送方向下游侧设置有齿部112，且轴部211朝输送方向上游侧突出。
[0149] 第一旋转体201和第二旋转体202以第一旋转体201的齿部112与第二旋转体202的轴部211对置、且第二旋转体202的齿部112与第一旋转体201的轴部211对置的方式配置，第一旋转体201的齿部112和第二旋转体202的齿部112配置于在输送方向相互接近的位置。
[0150] 在第一旋转体201与第二旋转体202之间，沿着输送方向亦即箭头U1方向形成有呈曲柄状地弯折的通路，以确保特殊搅松器200处的混炼性能以及分散性能。
[0151] 第一旋转体201具备比齿部112还沿轴长方向突出的凸台部211a。进而，第二旋转体202在比齿部112还靠输送方向上游侧的位置设置有轴部211。
[0152] 第一旋转体201的凸台部211a和第二旋转体202的轴部211能够避免从输送方向上游侧输送来的植物生物质处理物在维持其流动速度的状态下与位于最前方的齿部112的前表面113碰撞，从而能够防止对该齿部112局部地施加急剧的压缩力，能够减小作用于驱动螺杆轴7旋转的马达的扭矩变动。
[0153] 例如如图21所示，第一旋转体201和第二旋转体202的旋转正时设定成：一方的轴部211的齿部112和另一方的轴部211的齿部112在第一旋转体201和第二旋转体202之间的中间位置相互接近并交叉。
[0154] 在齿部112的末端部分形成有阶梯部121、122。在图20、图21所示的例子中，在第一旋转体101以及第二旋转体102中，在分别沿轴周方向配置的六个齿部122全都设置有阶梯部121。也可以并不在特殊搅松器200所具有的全部的齿部112均设置阶梯部121、122。具有阶梯部121、122的齿部112的配置位置、间隔、数量等根据状况适当设定。
[0155] 阶梯部121在齿部112的前表面113与头顶面118之间的边缘部分跨越齿面116、117之间而形成，阶梯部122在齿部112的后表面114与头顶面118之间的边缘部分跨越齿面116、117之间而形成。因而，各齿部112的齿顶侧的厚度宽度比齿根侧的厚度宽度窄。
[0156] 阶梯部121通过将齿部112的前表面113与头顶面118之间的边缘部分切成阶梯差状而形成，具有：位于比头顶面118靠径向内侧的位置、且在轴长方向具有一定宽度的轴长方向阶梯差面121a；以及位于比前表面113靠输送方向下游侧的位置、且在轴径向具有一定宽度的轴径向阶梯差面121b。
[0157] 阶梯部122通过将齿部112的后表面114与头顶面118之间的边缘部分切成阶梯差状而形成，具有：位于比头顶面118靠径向内侧的位置、且在轴长方向具有一定宽度的轴长方向阶梯差面122a；以及位于比后表面114靠输送方向上游侧的位置、且在轴径向具有一定宽度的轴径向阶梯差面122b。
[0158] 根据具有上述结构的特殊搅松器200，由于齿部112具有朝旋转方向前侧以倾斜角度θ倾斜的纵壁面部116b，因此能够降低作用于植物生物质处理物的朝向轴径向外侧的作用力。因而，能够防止在筒体1的通路1a内因局部地对植物生物质处理物施加有压缩力/摩擦力而产生高密度/高强度的栓塞(凝集块)。
[0159] 进而，通过防止发生栓塞，能够防止螺杆轴7在轴径向变形，能够将因齿部112与筒体1的通路1a接触而产生磨损/过载的情况防范于未然。
[0160] 并且，当借助第一旋转体201和第二旋转体202的旋转而使在轴长方向相邻的齿部112朝相互对置的方向移动从而对植物生物质处理物进行剪切的情况下，能够利用朝旋转方向前侧以倾斜角度θ倾斜的纵壁面部116b进行剪切，能够减小剪切植物生物质处理物所需的力。因而，能够进一步减小挤出机的驱动力，能够实现驱动马达的小型化。
[0161] 并且，齿部112的齿面116具有以假想线T所示的螺旋角，因此能够防止植物生物质处理物被朝径向外侧高压缩，并且能够朝轴向后侧进行输送。
[0162] 进而，由于在齿部112设置有阶梯部121、122，因此，齿部112的齿顶侧的厚度宽度比齿根侧的厚度宽度窄，齿面116在齿部112的齿顶侧比在齿部112的齿根侧窄。
[0163] 因而，能够减小植物生物质处理物变得高密度的通路1a内的最外形部处的输送成分以及剪切力。因而，能够减小使螺杆轴7旋转的扭矩，能够实现驱动马达的小型化。
[0164] 并且，阶梯部121、122能够缓和由齿部112局部地施加于植物生物质处理物的压缩力/摩擦力，能够防止植物生物质处理物在通路1a内的最外形部在早期高密度/高强度化，能够防止发生栓塞。
[0165] 特殊搅松器200的结构并不限定于上述的实施例，能够进行各种变更、组合。例如，在上述的实施例中，以特殊搅松器200的齿部112具有两个阶梯部121、122的情况为例进行了说明，但也可以形成为在齿部112设置有阶梯部121、122中的任一方，或者未设置阶梯部121、122的结构。并且，也可以形成为例如在齿部112设置有倒角部131(参照后述的特殊齿轮揉压器100的实施例3的说明)的结构。
[0166] 其次，图22～图24示出作为本发明产品的特殊密封圈300的一例。图22是示出特殊密封圈的一例的图，图23是从植物生物质处理物的输送方向亦即箭头U1方向观察图22的图，图24是沿着图23的A-A线的从箭头方向观察的图。
[0167] 如图22～图24所示，作为本发明产品的密封圈亦即特殊密封圈300由第一旋转体301和第二旋转体302构成。第一旋转体301和第二旋转体302分别具有具备圆筒形状的轴部311和在轴部311的一方端部侧扩径的扩径部312的结构。
[0168] 如图22所示，第一旋转体301具有如下结构：在轴部311的轴长方向前侧亦即输送方向上游侧设置有扩径部312，且轴部311朝轴长方向后侧亦即输送方向下游侧突出。进而，第二旋转体302具有如下结构：在轴部311的输送方向下游侧设置有扩径部312，且轴部311朝输送方向上游侧突出。
[0169] 第一旋转体301和第二旋转体302以第一旋转体301的扩径部312与第二旋转体302的轴部311对置、且第二旋转体302的扩径部312与第一旋转体301的轴部311对置的方式配置，第一旋转体301的扩径部312和第二旋转体302的扩径部312配置于在输送方向相互接近的位置。
[0170] 如图23所示，第一旋转体301和第二旋转体302以在第一旋转体301与第二旋转体302之间的中间位置处扩径部312的一部分在输送方向相互重合的方式配置，以确保特殊密封圈300处的输送方向上游侧与下游侧之间的密封性能。
[0171] 第一旋转体301具有比扩径部312还沿轴长方向突出的凸台部311a。进而，第二旋转体302在比扩径部312还靠输送方向上游侧的位置设置有轴部311。
[0172] 第一旋转体301的凸台部311a和第二旋转体302的轴部311能够避免从输送方向上游侧输送来的植物生物质处理物在维持其流动速度的状态下与扩径部312的前表面313碰撞，从而能够防止对该扩径部312局部地施加急剧的压缩力，能够减小作用于驱动螺杆轴7旋转的马达的扭矩变动。
[0173] 如图23所示，在轴部311沿着轴部311的中心轴穿设有六角状的贯通孔310。对于特殊密封圈300，通过将挤出机的螺杆轴7插通于贯通孔310并进行固定，该特殊密封圈300能够与螺杆轴一体地旋转。
[0174] 扩径部312具有以一定直径沿轴部311的轴长方向连续的具有规定的轴向长度的短轴圆柱形状，其大小设定成：使得扩径部312的外周面316与通路1a的内壁面之间隔开规定的间隙对置的大小。
[0175] 在扩径部312的外周面316凹陷设置有引导槽317。如图22所示，引导槽317跨越扩径部312的前表面313到后表面314之间延伸，使扩径部31的输送方向上游侧和输送方向下游侧之间连通。
[0176] 引导槽317具有规定的螺旋角(导程角)，随着朝输送方向下游侧过渡而朝旋转方向后侧过渡。在本实施例中，引导槽317形成为沿着图22所示的螺旋状的假想线T延伸。
[0177] 引导槽317在通路1a内能够使被从比扩径部312靠输送方向上游侧的位置输送来的植物生物质处理物经过。因而，能够防止比特殊密封圈300靠输送方向上游侧的位置过度高压化，能够防止在输送方向上游侧发生栓塞。
[0178] 对于引导槽317，当第一旋转体301以及第二旋转体302沿箭头方向旋转时，借助引导槽317的螺旋角，能够将植物生物质处理物朝下游侧输送。当引导槽317的螺旋角为零的情况、即引导槽317与轴部311的中心轴平行地延伸的情况下，植物生物质处理物的输送能力为零，特殊密封圈300边对植物生物质处理物进行剪切边使其散开。引导槽317设置有至少一条以上，在本实施例中，如图23所示，在周方向隔开相等间隔配置有总计八条引导槽317。
[0179] 引导槽317能够使经过通路1a的内壁面与特殊密封圈300之间的植物生物质处理物的流动产生紊流，并且能够边缓和位于特殊密封圈300的上游侧的植物生物质处理物的变动边对其赋予流动方向的输送成分，具有压力/流动性的卸载要素，能够实现植物生物质处理物的顺畅的阻挡/保持状态。
[0180] 因而，能够使抑制筒体1的通路1a内的植物生物质处理物的输送的输送阻力稳定，能够保持特殊密封圈300的上游侧和下游侧之间的压力差。因而，例如能够进行筒体1的形成于阻挡体31与阻挡体33之间的加压热水处理区域12的保压，能够抑制加压热水区域内的压力变动，能够维持高温高压。
[0181] 并且，能够利用引导槽317在抑制植物生物质处理物的输送的同时将其一部分朝筒体1的下游侧引导。因而，能够防止特殊密封圈300的上游侧过度高压化，能够防止在特殊密封圈300的上游侧发生栓塞(凝集块)。
[0182] 在扩径部312的输送方向上游侧和输送方向下游侧分别设置有阶梯部321、322。阶梯部321形成为：在前表面313与外周面316之间的边缘部呈周状地连续，阶梯部322形成为：在后表面314与外周面316之间的边缘部呈周状地连续。
[0183] 阶梯部321通过将扩径部321的前表面313与外周面316之间的边缘部切成阶梯差状而形成，具有：位于比外周面316靠径向内侧的位置、且在轴长方向具有一定宽度的轴长方向阶梯差面321a；以及位于比前表面313靠输送方向下游侧的位置、且在轴径向具有一定宽度的轴径向阶梯差面321b。
[0184] 阶梯部322通过将扩径部312的后表面314与外周面316之间的边缘部切成阶梯差状而形成，具有：位于比外周面316靠径向内侧的位置、且在轴长方向具有一定宽度的轴长方向阶梯差面322a；以及位于比后表面314靠输送方向上游侧的位置、且在轴径向具有一定宽度的轴径向阶梯差面322b。
[0185] 阶梯部321能够缓和利用扩径部312局部地施加于植物生物质处理物的压缩力/摩擦力，能够防止植物生物质处理物在位于通路1a内的径向外侧的最外形部早期高密度/高强度化，能够防止发生栓塞。
[0186] 并且，阶梯部321能够减小扩径部312的前表面313的表面积。因而，能够使当从输送方向上游侧输送来的植物生物质处理物与扩径部312的前表面313抵接之际产生的压缩力/摩擦力比较小。因而，能够减小使螺杆轴7旋转的扭矩，能够实现驱动马达的小型化。
[0187] 另外，引导槽317的结构并不限定于上述的实施例，通过适当变更引导槽317的槽数、槽的大小、槽的形状等，能够使卸载性要素/充满率容易地变动。
[0188] <实施例2>
[0189] 参照图12～图15对实施例2进行说明。在实施例2中，对作为特殊齿轮揉压器100的其他例进行说明。图12是示出特殊齿轮揉压器的另一例的图，图13是从图12所示的箭头U1方向观察特殊齿轮揉压器的图，图14是示出特殊齿轮揉压器的齿轮嵌合状态的示意图，图15是将齿部的一部分放大示出的图。
[0190] 如图12、图13所示，特殊齿轮揉压器100的特征在于，在齿部112的末端部分形成有阶梯部121。在图12～图15所示的例子中，在第一旋转体101以及第二旋转体102中，在分别配置于轴周方向的6个齿部112全都设置有阶梯部121。
[0191] 也可以并不在特殊齿轮揉压器100所具有的所有的齿部112均设置阶梯部121。具有阶梯部121的齿部112的配置位置、间隔、数量等根据状况适当设定。
[0192] 例如如图12、图13所示，阶梯部121在齿部112的前表面113与头顶面118之间的边缘部分跨越齿面116、117之间而形成，使得各齿部112的末端侧的厚度宽度比基端侧的厚度宽度窄。
[0193] 如图14、图15所示，阶梯部121通过将齿部112的前表面113与头顶面118之间的边缘部分切成阶梯差状而形成，具有：位于比头顶面118靠径向内侧的位置、且在轴长方向具有一定宽度的轴长方向阶梯差面121a；以及位于比前表面113靠输送方向下游侧的位置、且在轴径向具有一定宽度的轴径向阶梯差面121b。
[0194] 通过形成阶梯部121，齿部112形成为：齿部112的末端侧的厚度宽度比基端侧的厚度宽度窄，因此能够减小植物生物质处理物变得高密度的通路1a内的径向外侧处的输送成分以及剪切力。因而，能够减小使螺杆轴旋转的扭矩，能够实现驱动马达的小型化。
[0195] 进而，阶梯部121能够缓和由齿部112局部地施加于植物生物质处理物的压缩力/摩擦力，能够防止在位于通路1a内的径向外侧的最外形部处植物生物质处理物在早期高密度/高强度化，能够防止发生栓塞。
[0196] <实施例3>
[0197] 参照图16～图19对实施例3进行说明。在实施例3中，对特殊齿轮揉压器100的其他例进行说明。图16是示出特殊齿轮揉压器的另一例的图，图17是从图16所示的箭头U1方向观察特殊齿轮揉压器的图，图18是示出特殊齿轮揉压器的齿轮嵌合状态的示意图，图19是将齿部的一部分放大示出的图。
[0198] 特别是如图17和图19所示，特殊齿轮揉压器100的特征在于，在齿部112的末端部分形成有倒角部131。也可以并不在特殊齿轮揉压器100所具有的所有的齿部112均设置倒角部131，只要在轴周方向隔开规定间隔配置的多个齿部112中的至少一个设置有倒角部131、并且在轴长方向隔开规定间隔配置的多个齿部112中的至少一个设置有倒角部131即可。
[0199] 具有倒角部131的齿部112的配置位置、间隔、数量等根据状况适当设定。在图16～图19所示的例子中，在第一旋转体101以及第二旋转体102中，在分别沿轴周方向配置的六个齿部112中的三个齿部112设置有倒角部131，具有倒角部131的齿部112和不具有倒角部131的齿部112以沿轴周方向交替排列的方式配置。
[0200] 如图16和图19所示，倒角部131在齿面116与头顶面118之间的边缘部分跨越齿部112的前表面113和后表面114之间形成，具有以随着朝旋转方向后侧过渡而朝轴径向外侧过渡的方式倾斜的平面形状。
[0201] 倒角部131设置于齿部112的末端部分，且以随着朝旋转方向后侧过渡而朝轴径向外侧过渡的方式倾斜，因此，能够使存在于齿部112的旋转方向前侧的植物生物质处理物的一部分经过倒角部131与通路1a的内壁面之间而朝齿部112的旋转方向后侧移动。
[0202] 并且，倒角部131能够减小植物生物质处理物变得高密度的通路1a内的径向外侧处的输送成分以及剪切力。因而，能够减小使螺杆轴7旋转的扭矩，能够实现驱动马达的小型化。
[0203] 并且，倒角部131能够缓和由齿部112局部地施加于植物生物质处理物的压缩力/摩擦力，能够防止植物生物质处理物在位于通路1a内的径向外侧的最外形部在早期高密度/高强度化，能够防止发生栓塞。
[0204] 如图18所示，在第一旋转体101与第二旋转体102之间，以在箭头U1方向连续的方式形成有コ字形以及逆コ字形的间隙。倒角部131能够防止存在于齿部112的旋转方向前侧的植物生物质处理物高密度/高强度化。因而，能够进一步缩窄位于输送方向上游侧的齿部112的后表面114、和与该后表面114局部对置的位于输送方向下游侧的齿部112的前表面113之间的间隔d3(d3＜d1，d3＜d2)。因而，能够在沿着轴长方向配置的多个齿部112之间使植物生物质处理物进一步微细化。
[0205] 特殊齿轮揉压器100的结构并不限定于上述的各实施例的内容，能够进行各种组合。例如，可以形成为具备具有阶梯部121的齿部112、和具有倒角部131的齿部112，并且，也可以形成为齿部112具有阶梯部121和倒角部131双方的结构。
[0206] <实施例4>
[0207] 参照图25～图27对实施例4进行说明。在实施例4中，对作为本发明产品的特殊密封圈300的其他例进行说明。图25是示出密封圈的一例的图，图26是从植物生物质处理物的输送方向亦即箭头U1方向观察图25的图，图27是沿着图25的B-B线的从箭头方向观察的图。
[0208] 如图25、图26所示，作为本发明产品的特殊密封圈300的特征在于，在外周面316设置有凹部323。凹部323具有如下形状：输送方向上游侧朝前方敞开，输送方向下游侧比输送方向上游侧窄，且与引导槽317的上游部连通。
[0209] 在扩径部312的外周面316设置有总计八条引导槽317，凹部323分别设置在与这些各引导槽317对应的位置。
[0210] 例如如图26所示，凹部323具有与引导槽317的槽深几乎同样的深度。进而，例如如图25所示，具有从阶梯部321的轴径向阶梯差面321b朝输送方向下游侧突出的半圆形状。进而，在凹部323的输送方向下游侧的端部连接有引导槽317。
[0211] 凹部323能够边对植物生物质处理物的一部分进行搅拌边使其朝通路1a内的最外形部移动。因而能够使特殊密封圈300与通路1a之间的植物生物质处理物的流动成为更复杂的流动，能够对特殊密封圈300的上游侧与下游侧之间进行密封，能够进行形成在设置于通路1a的上游的密封圈330与设置于下游的特殊密封圈300之间的区域的保压。
[0212] 并且，由于凹部323具有随着朝输送方向下游侧过渡而变窄的半圆形状，因此，能够缓和由特殊密封圈300的外周面316局部地施加于植物生物质处理物的压缩力/摩擦力，能够防止植物生物质处理物在最外形部早期高密度/高强度化，能够防止发生栓塞。
[0213] 另外，凹部323的形状并不限定于半圆形状，只要是能够使植物生物质处理物的流动成为复杂的流动的形状即可，例如也可以是半椭圆状、三角状等异形状。
[0214] <实施例5>
[0215] 其次，图28～图31中示出另外的特殊密封圈300的例子。图28是示出密封圈的一例的图，图29是从植物生物质处理物的输送方向亦即箭头U1方向观察图28的图，图30是沿着图29的C-C线的从箭头方向观察的图，图31是将图28的主要部分放大示出的图。
[0216] 作为本发明产品的特殊密封圈300的特征在于，在扩径部312的外周面316凹陷设置有至少一条以上的周方向槽324。如图28所示，周方向槽324以沿着外周面316的周方向延伸的方式形成，在本实施例中，在轴长方向隔开规定间隔设置有两条。如图31所示，周方向槽324具备：凹曲面部324a，该凹曲面部324a形成周方向槽324的输送方向上游侧部分；以及锥部324b，该锥部324b形成周方向槽324的输送方向下游侧部分。
[0217] 凹曲面部324a形成为其截面形状呈具有一定的曲率半径sr的凹圆弧形状。锥部324b形成为其截面形状呈以下述方式倾斜的倾斜形状，即，以倾斜角度sα随着从凹曲面部324a朝输送方向下游侧过渡而逐渐朝径向外侧过渡。
[0218] 因而，当在通路1a内从上游侧朝下游侧输送来的植物生物质处理物从与外周面316对置的位置移动到与周方向槽324对置的位置的情况下，借助周方向槽324的凹曲面部
324a，能够使作用于植物生物质处理物的压力急剧地减压，能够缓和压力、流动的变动。进而，借助周方向槽324的锥部324b，能够使作用于植物生物质处理物的压力、流动的变动逐渐上升。
324a，能够使作用于植物生物质处理物的压力急剧地减压，能够缓和压力、流动的变动。进而，借助周方向槽324的锥部324b，能够使作用于植物生物质处理物的压力、流动的变动逐渐上升。
[0219] 进而，通过利用多个周方向槽324反复进行该植物生物质处理物的压力等的缓和及上升，能够使植物生物质处理物的朝向流动方向的压力/阻力平滑化，能够得到更安全的密封阻力(流动性)。进而，特别是对于植物生物质处理物急剧高密度化的高温/高压力区域的密封性是有效的。
[0220] 周方向槽324可以是一条，或者也可以是三条以上。并且，也可以形成为如下的结构：以随着朝旋转方向后侧过渡而朝输送方向下游侧逐渐过渡的方式对其赋予平缓的螺旋角，从而缓和作用于植物生物质处理物的压力的变动。
[0221] <实施例6～8>
[0222] 图32～图34是示出设置于本发明产品的密封圈的引导槽的截面形状的图。
[0223] 本发明产品的特殊密封圈300具有引导槽317。引导槽317凹陷设置于扩径部312的外周面316。引导槽317跨越扩径部312的前表面313到后表面134之间延伸，使扩径部312的输送方向上游侧和输送方向下游侧之间连通。
[0224] 图32所示的实施例6的引导槽317A具有从外周面316沿着径向切成的截面大致コ字状的槽形状。进而，图33所示的实施例7的引导槽317E具有从外周面316以相对于径向具有规定角度θs-E的角度的方式朝旋转方向后侧切成的截面大致U字状的槽形状。进而，图34所示的实施例8的引导槽317G具有从外周面316以相对于径向具有规定角度θs-G的角度的方式朝旋转方向后侧切成的截面大致V字状的槽形状。
[0225] 由基于引导槽317A、317E、317G的搅拌、流动产生的输送力按照引导槽317A、317E、317G的顺序变大(317A＜317E＜317G)，并且，卸载性要素能够根据槽的条件、大小任意设定，能够根据扩径部312的外径变更植物生物质处理物的流动阻力。
[0226] 对于以上说明了的螺杆段，并不需要同时使用所有的螺杆段，而是根据条件等适当选择并安装于螺杆轴7进行使用。
[0227] 以上，针对各实施例使用附图进行了详细叙述，但是，具体的结构并不限定于此，即便存在不脱离本发明的主旨的范围内的设计变更，这些设计变更也包含于本发明。
[0228] 例如，配置于筒体1的通路1a的螺杆列、螺旋角、间距、L/D、螺杆或桨叶的数量等能够根据需要适当选择。并且，以二轴螺杆挤出机的情况为例进行了说明，但并不限于此，也能够适用于单轴或者三轴以上的挤出机。
[0229] 图35是示出本实施方式的二轴螺杆挤出机的另一例的示意图。如图35所示，螺杆挤出机沿着筒体1的流动方向具备多个分解剂供给部4、冷却剂供给部5、酶供给部6。根据该结构，能够根据通路1a内的植物生物质处理物的处理状态在最佳的时刻供给分解剂、冷却剂、酶。
[0230] 并且，如图36所示，螺杆挤出机也可以形成为在筒体1的中途位置扩径的结构。根据该结构，在下游侧的粗径部分处能够减缓在通路1a内流动的速度，能够确保冷却工序、糖化酿造工序等的时间较长。
[0231] 并且，如图37所示，螺杆挤出机也可以形成为在筒体1的中途位置U形反转的结构。根据该结构，能够确保筒体1的长度更长，能够紧随例如糖化酿造区域14而在筒体1内进行糖化、发酵。
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台，是提供专利分析，专利查询，专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据，免费查、免费专利分析。
分析报告
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析，涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度，系统通过AI智能系统对图表进行解读，只需1分钟，一键生成行业专利分析报告。
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈